二維目標(biāo)電磁散射特性時(shí)域有限元方法分析.pdf

1、本文將總場(chǎng)一散射場(chǎng)劃分技術(shù)中的體激勵(lì)法(VETSFD)應(yīng)用到時(shí)域有限元方法(TDEEM)中，分析了二維目標(biāo)的電磁散射特性。首先介紹了求解邊值問(wèn)題的TDFEM基本原理及其求解電磁問(wèn)題的基本步驟。在電磁散射分析中，采用連接邊界(CB)將整個(gè)計(jì)算區(qū)域劃分為總場(chǎng)區(qū)和散射場(chǎng)區(qū)，并在總場(chǎng)區(qū)強(qiáng)加入射平面波，既可以減小入射波產(chǎn)生的誤差，又可以同時(shí)得到總場(chǎng)和散射場(chǎng)的場(chǎng)值。采用Mur吸收邊界條件(ABC)對(duì)整個(gè)計(jì)算區(qū)域進(jìn)行截?cái)唷榱蓑?yàn)證算法的有效性，首先對(duì)

2、無(wú)目標(biāo)時(shí)的計(jì)算區(qū)域進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)入射波泄露到散射場(chǎng)區(qū)的值只有-110dB，相對(duì)于惠更斯面元激勵(lì)法-20dB的入射波泄露，VETSFD-TDFEM計(jì)算精度大為提高。進(jìn)一步，利用等效原理，由輸出邊界(OB)上的電磁場(chǎng)各切向場(chǎng)分量外推得到遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)，從而求出了二維(2-D)目標(biāo)的雷達(dá)散射截面(RCS)。
　　 本文在TE波激勵(lì)下計(jì)算了金屬目標(biāo)、介質(zhì)目標(biāo)、介質(zhì)涂覆目標(biāo)和機(jī)翼模型等典型目標(biāo)的雙站雷達(dá)散射截面。并將所得數(shù)據(jù)結(jié)果與時(shí)域有限差分方法

3、(FDTD)計(jì)算結(jié)果以及參考文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，數(shù)據(jù)曲線(xiàn)吻合很好，從而驗(yàn)證了該算法的有效性和精確性。在此基礎(chǔ)上，分析了VETSFD-TDFEM算法的計(jì)算時(shí)間、內(nèi)存消耗、算法穩(wěn)定性以及計(jì)算精度等要素，為將時(shí)域有限元方法從二維模擬推廣到三維分析奠定了基礎(chǔ)。
　　 最后，應(yīng)用VETSFD-TDFEM對(duì)一種特殊光子晶體一藍(lán)蝴蝶翅膀有限周期性微結(jié)構(gòu)的電磁散射特性進(jìn)行了研究，主要對(duì)Morpho蝴蝶微結(jié)構(gòu)所具有的光學(xué)散射帶阻和角偏特性進(jìn)行了深入